Лекция 17

Геодезические наблюдения за деформациями зданий и сооружений.

1. Виды деформаций сооружений и их причины.

2. Наблюдение за деформациями зданий, сооружений.

3. Геодезические методы определения горизонтальных смещений.

4. Определение крена вертикальной оси.

I вопрос. Виды деформаций сооружений и их причины.

Деформация сооружение (ДС) – изменение относительно положения всего сооружения или отдельных его частей, связанных с пространственным перемещением или изменением его формы.

Виды ДС.

Осадка – перемещение фундамента и всего сооружения вниз

Подъем - перемещение фундамента и всего сооружения вверх

Крен – отклонение сооружения от проектного положения в вертикальной плоскости.

Сдвиг – перемещение сооружений в сторону (горизонтальный сдвиг)

Основные причины деформаций (ДС)

- увеличение давления воздвигаемого сооружения

- колебания уровня грунтовых вод

- температурные сезонные явления

- перемещение частиц грунта и его сжимаемость

II вопрос. Наблюдение за деформациями сооружений.

Величину деформаций устанавливают, в основном, путем геодезических измерений.

Контрольные измерения проводятся с неподвижных опорных пунктов по точкам наблюдений. (марки, закреп. на сооружении; осадочные марки).

Расположение неподвижных опорных точек.

1. Опорные точки располагают на устойчивых грунтах вне зоны строительных работ и возможно ближе к объекту измерения.

2. Количество опорных точек не менее 3-х на объект

3. Опорный пункт, как правило, – железобетонный монолит в кирпичном (бетонном) колодце.

Иллюстрация

4. Координаты опорных точек определяют после их установки и уточняют в начале наблюдений.

Расположение осадочных марок (контрольные марки)

1. Осадочные марки располагают, как правило, на

- углах зданий

- стыках капитальных стен

- в зонах наибольших напряжений конструкций

- интервал расположения 10 – 15 м.

2. Осадочные марки, как правило, бывают двух видов:

- общего назначения

- специального назначения

Марка общего назначения в стене (фундаменте) сооружения

Марка специального назначения, например, для изучения сжатия грунтов, величины подъема для котлована и т.д.

Глубинная марка конструкции Брайта.

Для определения величины подъема дна котлована.

Периодичность и точность измерения деформаций

Периодичность наблюдений в общем случае:

1-ое в начале строительства

2-ое когда все сооружения 25%

3-е когда все сооружения 50%

4-е когда все сооружения 75%

5-е когда все сооружения 100%

Периодичность наблюдений при строительстве крупнопанельных зданий

- после закладки фундамента

- после монтажа 2-го этажа

- после монтажа коробки здания

- перед сдачей объекта в эксплуатацию.

Промежутки между наблюдениями могут быть уменьшены

- при возрастании скорости осадок

- при появлении трещин, недопустимых кренов.

Наблюдения за деформациями прекращают, когда скорость осадки в год не превышает 1-2мм.

Ошибки измерений осадок не должны превышать допустимую величину осадки за 1 год.

После окончания каждого цикла наблюдений составляют

- ведомость отметок нивелирных марок

- таблицу осадок

- график изменения осадок во времени.

Методы измерения осадок.

- геометрическое нивелирование (высокоточное)

- гидростатическое нивелирование

- тригонометрическое нивелирование

- фотограмметрический метод.

Геометрическое нивелирование

Используемые приборы: - нивелир Н-1 t = 0,05 мм

- нивелирные рейки с инварными полосками. Цена деления = 5мм

Принципиальная схема нивелирования

1. исходная основа не менее 2-х глуб.реперов.

2. осадочные марки расположены на одном уровне.

3. длина визирного луча 3 – 25 м (в среднем 10 – 15 м).

4. разность в плечах нивелирования ±10 см.

5. высота визирного луча не менее 30 см.

6. нивелирование выполняют замкнутыми ходами при двух установках горизонта инструмента.

7. нивелирование проводят в большинстве случаев с использованием 1-ой рейки.

8. предельная разность в мм прямого и обратного хода не более ±0,3√n мм.

F_n = ±0,3√n

9. при повторном нивелировании инструмент устанавливается на одних и тех же точках.

Гидростатическое нивелирование – основано на свойстве жидкости устанавливаться в

сообщающихся сосудах на одном уровне.

– высоты нулевых делений шкалы h = a – b

m – отсчеты по шкалам a₁ = l₁ – m₁

b₁ = l₂ – m₂

h = (l₁ – m₁) – (l₂ – m₂)

Принципиальная схема нивелирования

- сосуды прибора подвешивают на осадочные марки и устанавливают в отвесное положение по уровню

- измерительными винтами берут отсчеты по уровню жидкости

- измерения повторяют при переставленных местах сосудов

( точность измерения осадок 0,05 – 0,1 мм)

Модернизация метода с использованием установленной по периметру фундамента стационарной гидростатической системы.

(Разность отсчетов в стеклянных трубках характеризует величину осадки между циклами

m_n = ±0,3 мм )

Тригонометрическое нивелирование (высокоточное) используется при определении осадок труднодоступных точек.

Сущность тригонометрического нивелирования заключается в определении превышений h между двумя точками с помощью наклонного луча визирования и отвесной рейки.

h + v = h’ + i

Анализ формулы (h) : - m_n увеличивается с увеличением d и

m_n на 100 метров ≈ 3 см.

- для ослабления ошибок: - использовать высокоточные теодолиты

- уменьшать расстояние наблюдения

- нивелирование в прямом и обратном направлениях.

Фотографический метод – позволяющий определить все три координаты (X,Y,H) наблюдаемой точки.

Общая схема работ:

- фотографирование объекта с помощью специальных приборов – фототеодолитов.

- измерение координат точек на снимках на специальных приборах – стереокомпараторах

- определение координат точек и вычисление величины осадок по разности координатв предыдущем цикле.